Вступ

У сільському господарстві воду використовують в основному для виробничих та комунальних потреб.

Широке використання електричної енергії у сільському господарстві є однією з умов постійного розвитку сільськогосподарського виробництва.

Завдяки широкому застосуванню електроенергії сільськогосподарське виробництво стає високомеханізованою галуззю народного господарства. За останні роки значно розширилась і якісно змінилась енергетична база сільськогосподарських підприємств. Розширюється використання електромеханізованих поточних технологічних ліній на птахофермах, в кормоцехах та на зерноочисних потоках. Швидко зростає оснащення ферм сучасним обладнанням.

Основними складовими насосної установки є насос, приводнийелектродвигун ,апаратура керування та захисту.

Для забирання води з відкритихводойм, шахтнихколодязів і свердловин до 5…7 м застосовують відцентрові насоси типів К , КМ , ЦВ та вихрові насоси типів В , ВК , ВКС.

У водопровідну мережу насос може подавати воду :

-безпосередньо;

-через напірнийрегулюючий резервуар(бак водонапірної башти , або герметичний повітряно-водяний котел);

-комбіновано.

Керування електроприводом насосної установки може бути : неавтоматизованим , автоматизованим , автоматичним.

Електропривод є невід’ємною складовою частиною багатьох робочих машин, і правильність його вибору великою мірою визначає ефективність і надійність їх роботи. Від електропривода залежать такі основні показники робочих машин, як точність, надійність, а також швидкість і діапазон її регулювання, величина навантажень, особливо під час пуску та гальмування, та інше.

Підвищення вимог до електропривода, розширення його функцій приводить до зростання його складності. Сьогодні ціна електропривода часто складає значну частину від загальної ціни робочої машини, тому правильний вибір тієї чи іншої системи електропривода суттєво впливає на собівартість.

Для надійної роботи електроприводів , збільшенню строку їх служби дуже важливо технічно грамотно вибрати необхідну апаратуру керування та захисту, вид електропроводки, марку та спосіб прокладання проводів та кабелів.

Правильне поєднання механічних характеристик виконавчих органів робочих машин та механічних характеристик електродвигунів є умовою вдалого конструктивного і технологічного рішення при проектуванні електроприводів сільськогосподарських машин і агрегатів.

У сільськогосподарських машинах, агрегатах, потокових лініях дуже часто застосовують складні в налагодженні та обслуговуванні електроприводи. Деякі з них мають напівпровідникові перетворюючі пристрої, мікропроцесори, тощо. Тому належну експлуатацію електроприводів можуть забезпечити лише висококваліфіковані спеціалісти.

1.Технічні дані установки к 90/20 , опис роботи технологічної схеми.

Насоси типу К це відцентрові, консольні одноступінчаті насоси з однобічним підведенням рідини до робочого колеса. Вони призначені для перекачування чистої води виробничо-технічного призначення.

Електронасосний агрегат К90/20 складається з насоса і двигуна, змонтованих на загальній фундаментній плиті з профілю Обертання від двигуна до ротора насоса передається через муфту, огороджену захисним кожухом.

Технічні дані установки К90/20:

-продуктивність-90 м³/год;

-напір-20м;

-швидкість обертання ротора-2900 об/хв.;

-діаметр робочого колеса -148 мм;

-коефіцієнт корисної дії-78%;

-вага насоса -64 кг

Рис. 1.1. Схема насосної установки:

1 – приймальний резервуар; 2 – напірний резервуар; 3 – напірний трубопровід; 4 – витратомір; 5 – манометр; 6 – електродвигун; 7 – насос; 8 – регулююча засувка; 9 – мановакуумметр; 10, 14 – зворотний клапан; 11 – монтажна засувка; 12 – всмоктувальний трубопровід; 13 – запобіжна приймальна сітка.

До насоса 7 рис. 1.1, який приводиться в дію електроприводом 6, вода надходить з приймального резервуара 1 по всмоктуючому трубопроводу 12. Насос нагнітає рідину в напірний резервуар 2 по напірному трубопроводу. На напірному трубопроводі є регулююча засувка 8, за допомогою якої можна змінювати подачу  насоса. Інколи на напірній магістралі встановлюють зворотній клапан 10, який автоматично перекриває напірну магістраль при зупинці насоса. Якщо тиск в приймальному резервуарі відрізняється від атмосферного, або насос розташований нижче рівня рідини в приймальному резервуарі , то на всмоктуючому трубопроводі встановлюють монтажну засувку 11, яку перекривають при зупинці чи ремонті насоса. На вході у всмоктуючу магістраль передбачають запобіжну приймальну сітку 13 для запобігання засмічування насоса і зворотній клапан 14, що дає змогу залити насос і усмоктуючий трубопровід перед пуском. Робота насоса контролюється витратоміром 4, манометром 5, і мановакуумметром 9.

2. Визначення потужності і вибір типу електродвигуна з розрахунком і побудовою механічної характеристики робочої машини та двигуна. Визначення режиму роботи електродвигуна.

Режим роботи двигуна-тривалий ( процесс наповнення резервуару більше 15 хв.). Розрахункову потужність насоса можна визначити за виразом:

Р_розр.= кВт (2.1)

деQ_нас-подача насоса, м³/с (90 м³/год=0,025м³/с);

Н_нас-напір, м (20м);

η_нас=0,78-ККД насоса.

𝜌-густина рідини , яку перекачують , кг/м³ ,( 𝜌_води=1000 кг/м³);

𝘨=9,8 м/с² –прискорення вільного падіння;

Р_розр.==6,3 кВт

Номінальну потужність привідного електродвигуна визначають за співвідношенням:

Р_н.дв.≥К_зР_розр./η_пер , (2.2)

деК_з-коефіцієнт запасу , який залежить від споживаної потужності .

К_з=1,5 при Р≤1,5 кВт , К_з=1,2 при 1,5≤Р≤4,0 кВт , К_з=1,15 при 4≤Р≤35 кВт , К_з=1,1 при Р≥35 кВт ;

η_пер–ККД передачі, для муфти η_пер=1.

Р_н.дв=1,15•6,3/1=7,245кВт.

З довідника вибираємо електродвигун з номінальною потужністю за умовою Р_н≥Р_р: АИР112М2У3 , Р_н=7,5 кВт, І_н=14,8А, К_і=7,5, n=2900 об/хв., кратності критичного та пускового моментів: μ _к=2,2 , μ _п=2,0, ККД=87,5%, соsφ=0,88.p=1-кількість пар полюсів,J_p=0,01кг·м².

Розраховуємо механічну характеристику асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, який працює в мережі з напругою 380В частотою 50Гц, АИР112М2У3

1.Визначаємо кутову частоту обертання магнітного поля статора:

w_о= (рад/с) (2.3)

w_о==314 (рад/с)

2.Визначаємо номінальнековзання:

S_н=(n_о-n_ном)/ n_о (2.4)

S_н =(3000-2900)/3000=0,033

3. Визначаємономінальнукутову частоту обертання ротора двигунаw_ном:

ЗформулиS_н=(w_о-w_ном)/ w_о,

w_ном= w_о(1- S_н)=314 (1-0,033)=303,5(рад/с).

4. Визначаємономінальний момент:

М_ном=10³Р_ном/ w_ном (Н м) (2.5)

М_ном=10007,5/303,5=24,7 (Н м)

5. Визначаємокритичний та пусковиймоменти:

М_к= М_ном· μ _к(Н·м).(2.6)

М_к=24,7 2,2=54,34(Н·м).

М_п= М_ном· μ_п(Н·м).(2.7)

М_п=24,72,0=49,4(Н·м).

6.Визначаємо критичнее ковзання:

S_к =(2.8)

S_к== 0,4

7.Визначаємо коефіцієнт

(2.9)

=7

8. По уточненій формулі Клосса визначаємо інші обертальні моменти для різних значень ковзання:

М= (2.10)

Для S=0,01 , М==10,4( Н м)

Для інших значень ковзання проводимо аналогічні розрахунки і результати зводимо в таблицю2.1.

Таблиця 2.1.Зведені дані розрахунку моментів М

S	0,01	0,1	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
М,Нм	10,4	43,5	53,8	54,34	54	53,35	52,5	51,5	50,4	49,4

По визначеним точкам будуємо механічну характеристику мал. 2.1.

Визначаємо координати для побудови графіка механічної характеристики робочої машини за формулою і будуємо механічну характеристику робочої машини:

М_с=М_с.о+(М_с.ном-М_с.о) ·(W_с/W_c.ном)^х (2.11)

де, М_с.о- момент статичних опорів тертя в рухомих частинах машини

М_с.о =(0,7…0,8) М_с.ном (2.12)

М_с.ном- момент статичних опорів при номінальній кутовій швидкості

М_с.ном=24,7Нм

W_с.ном- номінальна кутова швидкість

W_с.ном=W_ном=303,5( рад/сек.)

W_с- задана кутова швидкість

Х- показник степеня, який враховує вид характеристики.

Для насосів,Х=2;

Приймаємо М_с.о =0,75М_с.ном, М_со=0,75·24,7=18,525Нм;

М_с1=18,525+(24,7-18,525) ·(311/303,5) ²=25Нм;

Аналогічно розраховуємо інші значення М_с, дані розрахунків заносимо в таблицю 2.2

Таблиця 2.2.Зведені дані розрахунку моментів М_с

S	0,01	0,1	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
Wс,рад/с	311	283	220	188,4	157	125,6	94,2	62,8	31,4	0
Мс,,Нм	25	23,9	21,7	20,94	20,2	19,6	19,1	18,8	18,6	18,5

Механічна характеристика двигуна та насоса приведені на мал.2.1.

Рис 2.1Механічна характеристика двигуна , насоса та динамічна характеристика.